우경자 KIST 박사팀·고광표 서울대 교수팀, 신소재 개발
박테리아·바이러스 제거 실험서 99.9999%·99% 이상 제거

[이데일리 김혜미 기자] 식중독을 일으키는 노로 바이러스 등 병원성 바이러스를 제거할 수 있는 은 나노복합체 소재가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

3일 미래창조과학부에 따르면 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터 우경자 박사팀과 서울대학교 보건대학원 고광표 교수팀은 은 나노입자를 100만분의 1미터 크기 자성 복합체 위에 고정시켜 물 속의 유해한 미생물을 제거할 수 있는 은나노복합체 소재를 개발하고, 유해 미생물 제거 효과와 메커니즘을 밝혀냈다.

그동안 은 나노입자를 이용한 유해 미생물 제거 연구는 20나노미터(nm) 이하의 단위 나노입자에 집중돼 있었다. 이 정도 크기의 입자를 사용하게 되면 은 나노입자가 외부로 배출돼 환경문제를 유발할 우려가 있었다. 은 나노입자는 작을수록 독성이 심해 유해 미생물 외에 입자와 이온까지 모두 제거하게 된다.

우 박사 연구팀은 은 나노입자의 외부 유출을 막기 위해 자성 마이크론 소재에 유기분자를 사용, 견고하게 입자를 고정할 수 있도록 했다. 그 결과 복합체 위에 고정된 은 나노입자가 이빨처럼 접촉하는 박테리아를 물어뜯고, 표면의 은 나노입자와 이온은 바이러스를 흡착해 치명적인 손상을 입히는 모습이 전자현미경으로 관찰됐다.

특히 연구팀은 은 나노입자의 크기를 연구대상 바이러스의 크기에 맞춰 30nm로 고정했는데, 실험 과정에서 30nm 크기의 은 나노입자가 고정된 복합체가 가장 우수한 항균·항바이러스 작용을 한다는 사실을 알아냈다. 새로 개발된 은 나노복합체 소재를 박테리아와 바이러스 제거 실험에 적용한 결과 각각 99.9999%와 99% 이상이 제거됐다.

우 박사는 “현재 자성물질을 뺀 은 나노복합체를 공기청정기의 에어필터에 적용하기 위한 연구가 진행 중이다”라며 “새로운 구조의 나노복합 소재 개발로 원천기술 확보와 녹색환경 구축, 삶의 질 향상 토대를 마련하게 됐다”고 말했다.

이번 연구는 영국 왕립화학회가 출판하는 국제 학술지 ‘저널 오브 머티리얼스 케미스트리(Journal of Materials Chemistry B)’ 온라인판 5월8일자에 게재됐으며 6월7일자 표지논문으로도 선정됐다.

저널 오브 머티리얼스 케미스트리(Journal of Materials Chemistry B) 6월7일자 표지. 은 나노복합체가 박테리아를 뜯어먹는 모양을 나타냄.(미래창조과학부 제공)

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